Finite State Machines (FSM)

Jumat, April 08, 2016 |

Finite State Machines (FSM) adalah sebuah metodologi perancangan sistem kontrol yang menggambarkan tingkah laku atau prinsip kerja sistem dengan menggunakan tiga hal berikut: State (Keadaan), Event (kejadian) dan Action (aksi). Pada satu saat dalam periode waktu yang cukup signifikan, sistem akan berada pada salah satu state yang aktif. Sistem dapat beralih atau bertransisi menuju state lain jika mendapatkan masukan atau event tertentu, baik yang berasal dari perangkat luar atau komponen dalam sistemnya itu sendiri (misal interupsi timer). Transisi keadaan ini umumnya juga disertai oleh aksi yang dilakukan oleh sistem ketika menanggapi masukan yang terjadi. Aksi yang dilakukan tersebut dapat berupa aksi yang sederhana atau melibatkan rangkaian proses yang relative kompleks. Berdasarkan sifatnya, metode FSM ini sangat cocok digunakan sebagai basis perancangan perangkat lunak pengendalian yang bersifat reaktif dan real time. Salah satu keuntungan nyata penggunaan FSM adalah kemampuannya dalam mendekomposisi aplikasi yang relative besar dengan hanya menggunakan sejumlah kecil item state. Selain untuk bidang kontrol, Penggunaan metode ini pada kenyataannya juga umum digunakan sebagai basis untuk perancangan protokol-protokol komunikasi, perancangan perangkat lunak game, aplikasi WEB dan sebagainya.
Dalam bahasa pemrograman prosedural seperti bahasa C, FSM ini umumnya direalisasikan dengan menggunakan statemen kontrol switch case atau/dan if..then. Dengan menggunakan statemen-statemen kontrol ini, aliran program secara praktis akan mudah dipahami dan dilacak jika terjadi kesalahan logika.

Finite State Machine di dunia AI Game Programming, merupakan salah satu teknik yang paling sering digunakan. Alasannya yaitu:

Implementasinya mudah dan cepat

Memudahkan proses debugging. Karena telah dipecah menjadi kepingan yang lebih kecil, proses debugging kalau terjadi behavoiur yang tidak semestinya, menjadi lebih mudah

Proses komputasi yg minimal, karena sejatinya FSM hanyalah conditional statement yang dikemas dalam bentuk yang lebih elegan.

Fleksibel, dapat dikombinasikan dengan teknik AI lain misalnya fuzzy logic dan neural network

Kekurangannya:

Behaviour dari agen mudah diprediksi, karena tidak ada searching dan atau learning di dalam agen tersebut

Karena mudah diimplementasi, kadang programmer langsung tembak di eksekusi tanpa melakukan desain FSM terlbih dahulu. Biasanya akan terjadi FSM yang terfragmentasi

Timbul apa yang dinamakan dengan State Oscillation yaitu ketika batasan antara dua buah state terlalu tipis

Bentuk Implementasi

Ada beberapa bentuk FSM, diantaranya:

Naive Approach

Menggunakan conditional statement (if-else atau switch-case) tanpa memecah object menjadi object2x yang lebih kecil sesuai state nya.

State Transition Table

Bentuk ini sudah mengimplementasikan State Pattern, dengan menempatkan transition logic di context. Bentuk ini juga sering disebut sebagai Classic FSM.

Embedded Rules

Bentuk ini adalah kebalikan dari bentuk Classical Approach, yang berarti state transition didefinisikan di state itu sendiri. Dan sama dengan Classical Approach, bentuk ini juga akan menawarkan fleksibilitas dan skalabilitas yang baik, namun dengan efek samping agak sulit untuk di-mantain karena aturan2x transisi diletakkan di state sehingga ketika terjadi penambahan atau pengurangan state, maka harus dilakukan update juga terhadap state2x yang terkait.

Sumber : http://technologies-it.blogspot.co.id/p/finite-state-machines.html